涡轮叶片气膜冷却孔高速电火花加工防背伤方法

基本信息
批准号:51775341
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:赵万生
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:奚学程,夏蔚文,陶旭牧野,李子伦,沈桂旭,王俊阳,叶龙,褚皓宇,秦岭
关键词:
气膜冷却孔涡轮叶片小孔高速电火花加工防背伤斜孔穿透
结项摘要

Back-strikes happened in the film cooling holes high speed EDM drilling is a bottle neck for the rapid developments of aircraft engine and gas turbine manufacturing in China. Aiming at solving the problem of sudden aggregation of discharge conditions while a tilt film cooling hole being broken through, which results in the instability of machining, this study will focus on the following contents. (1) Direct observation and analysis of special physical phenomena while a tilt film cooling hole being broken out by using a unique design of experimental setup; (2) Modeling and simulation of the specific flow field in the discharge gap while a tilt hole being broken out; (3) Proactive measures for improving the flow field and discharge conditions which lead to a better machining stability; (4) Development of reliable and fast break out detection method based on the machine learning technique; (5) Implementation of precise and effective control strategies for preventing the blades from back-strike; (6) Verification for the effectiveness of the above mentioned researches by conducting the test cut machining. During the study, two scientific issues will be addressed and solved: (1) What really happens in the discharge gap during the tilt film cooling hole being broken out by high speed EDM drilling? (2) How to resolve the space domain problem i.e. break out event by utilizing retrievable information from time and frequency domain in a real-time manner? The achievement of this study may dramatically leverage the turbine blades manufacturing technology in China.

涡轮叶片气膜冷却孔高速电火花加工中的背伤问题是制约我国航空发动机和燃气轮机制造发展的一个瓶颈。针对气膜冷却斜孔穿透瞬间放电条件突然恶化所引起的加工不稳定及控制困难等问题,本项目将重点研究:(1)采用独特的实验设计和实验方法直接观测斜孔穿透瞬间放电间隙物理现象并进行分析;(2)针对穿透过程特殊流场条件进行分析和仿真;(3)提出并采取主动改善斜孔穿透过程间隙流场及放电条件的方法和措施以提高加工过程的稳定性;(4)提出并实现基于机器学习的斜孔穿透精准检测方法;(5)提出并实现避免背伤的斜孔穿透过程可靠控制策略;(6)采用模拟加工实验方式验证上述方法的有效性。本项目试图解决两个科学问题:(1)斜孔高速电火花加工穿透瞬间及穿透过程中的极间物理现象的获取与认知;(2)如何有效利用可获取的“时域与频域信息”在线实时求解“空域事件”即“斜孔穿透”问题。本项目的研究成功有利于大幅度提升我国涡轮叶片制造水平。

项目摘要

涡轮叶片气膜冷却孔高速电火花加工中的背伤问题是制约我国航空发动机和燃气轮机制造发展的一个瓶颈。针对气膜冷却斜孔穿透瞬间放电条件突然恶化所引起的加工不稳定及控制困难等问题,本项目将重点研究以下内容:(1)设计直接观测实验方法直接观测斜孔穿透瞬间放电间隙物理现象并运用多物理场仿真的方法仿真穿透过程,揭示放电机理;(2)通过改善斜孔穿透过程间隙流场及放电条件的方法和措施以提高加工过程的稳定性;(3)提出基于机器学习中状态图的方法实现斜孔穿透精准检测方法;(4)实现避免背伤的斜孔穿透过程可靠控制策略。最终综合试验验证上述方法的有效性和可行性。最终解决了斜孔高速电火花加工穿透瞬间及穿透过程中的极间物理现象的获取与认知,以及利用放电过程中“时域与频域信息”解决了斜孔穿透检测和控制问题。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
2

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
3

气载放射性碘采样测量方法研究进展

气载放射性碘采样测量方法研究进展

DOI:
发表时间:2020
4

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.015
发表时间:2019
5

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

DOI:10.11949/0438-1157.20201260
发表时间:2021

赵万生的其他基金

批准号:50575136
批准年份:2005
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:10276014
批准年份:2002
资助金额:25.00
项目类别:联合基金项目
批准号:59777020
批准年份:1997
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
批准号:59275216
批准年份:1992
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:90923020
批准年份:2009
资助金额:50.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51235007
批准年份:2012
资助金额:290.00
项目类别:重点项目

相似国自然基金

1

带热障涂层涡轮叶片气膜冷却孔激光制备机理与工艺研究

批准号:51575432
批准年份:2015
负责人:董霞
学科分类:E0509
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
2

涡轮叶栅气膜冷却孔优化设计研究

批准号:50876028
批准年份:2008
负责人:康顺
学科分类:E0602
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
3

涡轮叶片复杂异型气膜孔智能化激光加工关键技术研究

批准号:U1609208
批准年份:2016
负责人:张文武
学科分类:E0509
资助金额:202.00
项目类别:联合基金项目
4

叶片气膜孔无背伤串联型窄脉宽放电电源技术及工艺研究

批准号:51305230
批准年份:2013
负责人:李朝将
学科分类:E0509
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目